Ориентирана силацина стална и нивното влијание врз ефикасноста и буцат на трансформаторите

1. Трендови во развојот на технологијата за производство на електрични трансформатори во Кина

Електричните трансформатори се развиваат главно во две насоки:

Првично, развој кон екстра големи ултрависоконапонски трансформатори, со напонски нивоа што се надградуваат од 220кВ, 330кВ и 500кВ кон 750кВ и 1000кВ.

Вторично, развој кон типови кои ја споредуваат енергијата, се миниатюризираат, имаат мала бучност, висок импеданс и суспензија. Овие производи се главно малите и средните трансформатори, како новите S13 и S15 распределбени трансформатори кои се препорачани за надградба на градските и селските електроплесови мрежи.

Будущата насока на развојот на трансформаторите во Кина ќе се фокусира и продолжува на енергетска ефикасност, мала бучност, огнестойност, експлозивна безбедност и висока релевантност.

2. влијание на ориентираната кремнеземна џепива на перформансите на електричните трансформатори

Во развитите индустријски земји, електричната енергија потрошена поради железен загуби во ориентираната кремнеземна џепива за трансформатори изнесува приближно 4% од целосната производна мощност. Затоа, намалувањето на железен загуби во ориентираната кремнеземна џепива секогаш е бил важен истражувачки тема за компаниите по производство на кремнеземна џепива по светот. Железен загуби може да се дефинираат како завихрило загуби и хистерезис загуби.

Поврзано со материјалот од кремнеземна џепива, главните методи за намалување на железен загуби во ориентираната кремнеземна џепива вклучуваат зголемување на содржината на кремниум, намалување на дебелината на листовите и технологија за рафинирање на магнетни домени.

(1) Зголемување на содржината на кремниум

Сега, индустриски произведениот кремнеземен стил содержит повеќе од 3.0% кремниум по маса. Ако се зголеми до 6.5%, железен загубите значително се намалуваат, правејќи го оптимален материјал за користење во дијапазонот на фреквенции од 400Hz до 10kHz.

(2) Намалување на дебелината на листовите

Ориентираната кремнеземна џепива која се користи моментално станува все помала. Дебелината од 0.35mm е изведена, а обичните дебелини сега се 0.3mm, 0.27mm, 0.23mm, и 0.18mm, што може да намали завихрило загубите во ориентираната кремнеземна џепива.

• Танки листови од ориентирана кремнеземна џепива од 0.20mm можат да се користат под 400Hz или подолу, со магнетна флукс густина што достигнува 1.5T и релативно ниски железен загуби.

• Танки листови од ориентирана кремнеземна џепива од 0.15mm, кога работат на фреквенција од 1kHz со магнетна флукс густина од 1.0T, имаат вредност на железен загуби под 30W/kg. Затоа, оваа спецификација на танки листови е прифатлива за користење под 1kHz или подолу.

• Танки листови од ориентирана кремнеземна џепива од 0.10mm и 0.08mm се повеќе прифатливи за користење под 3kHz. На фреквенција од 3kHz, танки листови од 0.10mm се користат со магнетна флукс густина околу 0.50T. Под истите услови, спецификацијата од 0.08mm може да користи мало повисока вредност на магнетна флукс густина, како 0.50-0.80T.

• Танки листови од ориентирана кремнеземна џепива од 0.05mm, кога работат на фреквенција од 5kHz, можат да имаат магнетна флукс густина од 0.5-0.6T. Затоа, танки листови од 0.05mm имаат најширок дијапазон на применување меѓу петте спецификации споменати горе и се прифатливи за користење под 5kHz и подолу.

(3) Рафинирање на магнетните домени

Технологија на грабнување: Јапонецот Нарита рапортира за ефектот на грабнувањето врз структурата на домени и загубите во ориентираната кремнеземна џепива, покажувајќи дека грабнувањето нормално на правецот на листовите може ефективно да намали просторот помеѓу домените и завихрилото загуби.

Лазерска обработка користи карактеристиките на брзо нагревање и хладење за третман на површината на листовите од ориентирана кремнеземна џепива преку маркирање на линии, промовирајќи микропластична деформација и висока густина на дизлокации во нагревнатата област, намалувајќи должината на главните домени, додека истовремено создавајќи остаточни тензии, достигнувајќи целта на рафинирање на магнетните домени и намалување на железен загуби.

Има два начини на лазерска обработка: пулсирана и континуирана лазерска обработка.

3. влијание на површината на ориентираната кремнеземна џепива врз бучната загуба на трансформаторите

Еден од главните причини за бучната загуба на трансформаторите е магнетострикцијата на језграта од ориентирана кремнеземна џепива.

Магнетострикцијата се однесува на промената во должината на ферромагнетни материјали во текот на магнетизација. Магнетострикцијата на ориентираната кремнеземна џепива е силно поврзана со тоа дали има површинско изолативно покривало. Тензијата од покривалото на листовите од кремнеземна џепива може да контрапостави компресивните напони генерирања од материјалите и собирањето на трансформаторот, со тоа намалувајќи бучната загуба на трансформаторот. Листовите без покривало се многу осетливи на компресивни напони. Со зголемување на притисот, вредноста на магнетострикцијата се зголемува брзо, додека покриваните листови покажуваат помалку значајни зголемувања на вредноста на магнетострикцијата со зголемување на компресивните напони, што указува на помалка осетливост на компресивни напони.

Желателно е за ориентираната кремнеземна џепива да има ниска магнетострикција за намалување на нејзината осетливост на напони, додека истовремено намалува и бучната загуба. Бидејќи напоните се генерираат во текот на собирањето на језгрото на трансформаторот, потребно е да се намали осетливоста на материјалот на напони. Покривалото намалува осетливоста на ориентираната кремнеземна џепива на напони во текот на магнетострикцијата, и истовремено намалува и бучната загуба на трансформаторот.

Додатно, примената на изолативно покривало на ориентираната кремнеземна џепива обично има ефект на намалување на специфичните загуби, намалувајќи железен загуби за 9%-14%. Квалитетот на изолативното покривало треба да е над 5g/m².

4. влијание на високопермебилната ориентирана кремнеземна џепива врз загубите без нагрузка и нивото на бучната загуба на електричните трансформатори

Прецизите на високопроникливата ориентирана силициумска стал се следниве:

(1) Одлични карактеристики на магнетизација

Карактерistikите на магнетизација обично се мериат со густината на магнетниот поток при 800A/m за да се оцени нивната квалитет. Високопроникливата ориентирана силициумска стал Hi-B има релативна проникливост од околу 1920 при 800A/m, додека CGO јазол има 1820. Користењето на високопроникливата ориентирана силициумска стал Hi-B како материјал за језол за намалување на загубите без оптерење е најефективно за штедење на енергија.

(2) Ниска магнетострикција

Магнетострикцијата се однесува на проширувањето и скратувањето на должината на језолот во правецот на магнетизација под време на AC магнетизација, што е еден од главните причини за шумот на трансформаторот. Бидејќи високопроникливата ориентирана силициумска стал Hi-B има ниска магнетострикција, значително намалува шумот на трансформаторот и еколошката замура.

5. влијание на технологијата за обработка на језолот на силовиот трансформатор

Под време на производство и обработка, ориентираната силициумска стал е подложена на стрес од секачки и утврдување. Механичката обработка и споредни фактори за ветрење значително влијаат на специфичната загуба на листовите од силициумска стал, понекогаш го зголемуваат специфичната загуба за 3.08%-31.6%.

Небрегуларности од продолговита секачка на ориентираната силициумска стал: Ако квалитетот на секачката е лош со големи отклонувања, кога се слоји језолот, тоа ќе предизвика големи празни простори помеѓу листовите, многу преклопувања и неравен слој на језолот, што ќе доведе до зголемување на бремето без оптерење, понекогаш над нормата. Послед deburring, специфичната загуба се намалува. Тестирањата покажуваат дека по deburring на 30QG120, специфичната загуба P1.5 се намалува за 2.1%-2.6% (просечно 2.3%), а P1.7 се намалува за 1.6%-3.5% (просечно 2.5%).

Подобрувањето на квалитетот на секачката на ориентираната силициумска стал, намалувањето на небрегуларностите, истовремено со подобрувањето на рамнината, и примената на соодветна сила за утврдување на колоните на језолот. Фидбекот од производителите на трансформатори индицира дека намалувањето на небрегуларностите за 0.02mm го намалува целосниот збир на дебелината (на точки за утврдување) за 2-3mm, а шумот се намалува за 3-4dB. Затоа, небрегуларностите треба да се контролираат во границите на 0.03mm.

Ориентираната силициумска стал мора да поднесе секачка, печатење и слојење, што генерира внатрешни напони, што доведува до деформација на зраци, што води до намалена магнетна проникливост и зголемена специфична железна загуба. Напоните генерираани во ориентираната силициумска стал под време на секачка, печатење, слојење и други операции можат да се намалат со термичко третирање, што може да намали специфичната железна загуба на хладно витана ориентирана силициумска стал приближно за 30%.